下行物理通道rs 通道估計與均衡

2021-10-12 20:30:48 字數 2264 閱讀 1993

在lte系統中採用了mimo技術,多天線收發。由於天線之間的物理位置差異,收發雙方通過多根天線之間的位置關係產生了多種不同的收發路徑效果,如果這多種路徑效果最終能很有效的結合起來互相彌補不足,則可以達到更好的傳輸質量。

單天線傳送,雙天線接收到的訊號是不同的。這個不同產生的原因主要是訊號傳播路徑的不同。這種不同的路徑可以通過接收到參考訊號來進行估計。兩個接收天線有著不同的射頻接收通路,後面連線不同的訊號處理單元。兩路訊號分別在不同的處理單元進行均衡處理,然後把均衡之後的訊號再疊加在一起,獲得分集接收的增益。具體的說,接收通路1從接收到的參考訊號進行通道估計,得到每乙個時頻符號對應訊號的相位和幅度構成通道估計結果。接收通路1收到的訊號跟這個通道估計結果相除,則得到了均衡的結果。接收通路2也是如此過程。兩路均衡結果分別進行訊雜比的評估,得到各自的均衡結果的質量評估。合併的時候希望獲得合併的增益,可根據質量評估結果進行加權疊加,而不是簡單疊加。怎麼進行質量評估呢?一般需要對訊號的snr進行估計,此處的訊號功率可以用均衡後訊號的星座點的均值平方來代表,而所有星座點跟均值之間的誤差向量均方差代表雜訊平均功率。訊雜比高的均衡通道獲得更高比例的合併權值。當然,這是從統計概念上獲得最優解的乙個方法,對於微觀的每乙個原始訊號的符號而言,並非一定是最優解。

雙天線傳送,不同的發射天線有單獨的參考訊號時頻位置。單天線接收到所有的訊號,可以估計出不同發射天線到接收天線的傳播路徑,分別進行均衡可以評估不同路徑均衡得到的質量,再如上進行最大增益的合併。

這兩種方式都可以獲得多天線的分集增益。可以進一步推廣,如果多天線發射,多天線接收,那則需要多路分別的處理與合併,從而獲得更多的增益,以承載更多的空分復用的流量。例如,雙天線發射不同的訊號,雙天線都接收下來。如下面的公式所示,通過通道估計可以得到h11,h12,h21,h22,那麼未知數t1和t2通過解方程,可以解出不同發射通路承載的不同資訊,從而提高整個系統的吞吐量。

其中對於每個時頻符號,通過通道估計都能得到對應的h11,h12,h21,h22。在ofdm系統中,通道估計主要有兩個方面的條件。一是通過接收帶參考訊號的符號在頻域上的線性內插獲得這個符號整個頻域的通道。再則通過不同帶參考訊號的符號之間的時域內插而獲得整個時域的通道。

如上公式所示,對於有參考訊號的時頻符號,可以首先計算得到通道估計結果。不同的發射天線和接收天線對應的通道都可以類似得到。然後通過頻域內插和時域內插而得到其他時頻符號的通道估計結果。

簡單說線性內插,實際工程實現的時候也需要考慮複數域的運算,運算本身帶來的損失。例如,相鄰兩個參考訊號之間需要內插兩個通道估計結果,相當於取兩個參考訊號之間的1/3和2/3的位置。這裡的1/3和2/3位置既代表相位距離,也代表幅度距離。通常為了減少運算量,直接用直線距離進行計算。如果實際存在時延較大的時候,頻域存在較大的旋轉角度的時候,會有比較大的誤差。

這個時延的引入,可能是在時域同步的地方引入的。由於迴圈字首cp有幾個us的時間長度,理論上乙個符號的起點落在cp內部,然後取乙個週期(2048取樣點)取樣點進行fft,都能得到所有子載波的整週期訊號。這個原理沒有問題。但是真正乙個整週期的符號的相位零點是在cp尾部對應乙個符號開始的地方。起點偏離這個位置越遠,則在頻域上引起的相位的旋轉現象越嚴重。

從上述公式可以看出,時域上時延n值相當於出現偏差,則對應出現對應不同的f不同的乙個相位。f越大,相位偏差越大。對稱的可以推出,在頻域上固定出現的乙個相位差,相當於乙個固定頻差,相當於時域出現乙個不同的相位差。這也是在時域進行頻差補償的理論基礎。

同理,根據上述公式可以通過rs訊號的通道估計結果,不同頻率的相位差,反推出時域的同步點。具體的方法如下:

rs的通道估計結果,根據前述公式得到;

相鄰通道估計結果都是間隔3個子載波,相鄰兩個通道估計結果相差,得到了3個子載波頻差對應的相位差;

將整個頻寬的如上相位差取平均值;

根據如下公式計算得到時延:

如上所述方法,工程中得到,則可以用這個調整timer來進行接收同步。同樣的後續fft的去取樣點的起點也可以相應調整,得到越靠近乙個符號的起點對於後續mimo的計算越有利。

下行物理通道rs NR 物理層相關概念

與lte一樣,nr也是有最小的乙個時間單位,主要用於採用時間。協議規定的子載波間隔可以取值如下 5種 子載波間隔為60khz的時候,迴圈前置的cp可以為擴充套件形式,後面兩種scs用於fr2頻段。針對每種子載波間隔,時隙時間長度不同,也就是說每個子幀中占有的時隙數不一樣,但是有乙個是不變 每時隙中o...

5G NR 下行物理通道和訊號概要

5g nr 下行物理通道和訊號概要 nr在rel 15中定義了3種下行物理通道 1 物理下行共享通道pdsch physical downlink shared channel 主要用於單播的資料傳輸,也用於尋呼訊息和部分系統訊息的傳輸。2 物理廣播通道pbch physical broadcast...

5G NR 下行物理通道之PDCCH概要

5g nr下行物理通道之pdcch概要 nr pdcch的主要feature 1 分工簡潔而明確 nr的控制通道只pdcch乙個。而lte的控制通道包括 pdcch phich pcfich三個,各自職能及其在nr中的角色轉換如下表所示。lte的控制通道 所司職能 pdcch 承載dci資訊,包含乙...